O segredo mais obscuro dos mutilídeos: como animais ultra-negros inspiram a tecnologia

Pouquíssimas pessoas aceitaram o desafio de estudar os mutilídeos. Esses insetos, comumente conhecidos como formigas de veludo, são tão interessantes quanto difíceis de pesquisar. Como diz um trabalho clássico sobre elas: “Nenhuma [espécie de Hymenoptera] pode proporcionar mais horas de fascínio e frustração do que as formigas de veludo”.

Embora tenham uma aparência aveludada devido ao corpo coberto por uma densa camada de pelos, elas não são formigas verdadeiras, pois são mais aparentadas com vespas. Atualmente, a família Mutillidae compreende 4693 espécies, mas não temos informações sobre a grande maioria.

As razões estão na sua biologia. Machos e fêmeas apresentam dimorfismo sexual extremo : as fêmeas não têm asas e são grandes, enquanto os machos têm asas e geralmente são menores. Isso dificulta a taxonomia porque muitas vezes a mesma espécie é descrita como gêneros diferentes.

As fêmeas procuram ninhos de outros insetos, como vespas solitárias, para depositar seus ovos. Após a eclosão, as larvas se alimentam da pupa hospedeira, agindo como parasitas . Esse comportamento também dificulta seu estudo, pois exige observação e compreensão das interações entre as espécies em seus ambientes naturais. Além disso, seu estilo de vida solitário os torna especialmente difíceis de localizar.

No entanto, há pessoas para quem as dificuldades, em vez de serem um desânimo, são um atrativo. É o caso de Vinicius López, entomologista da Universidade Federal do Triângulo Mineiro, no Brasil. Como ele conta ao EL PAÍS: “Quando você estuda os mutilídeos, cada descoberta parece abrir mais perguntas do que respostas . Essa sensação de mistério e o desafio constante de compreendê-los é, para mim, absolutamente encantador.”

Especificamente, existe uma espécie chamada Traumatomutilla bifurca , que chamou sua atenção devido à sua peculiar coloração preta e branca. “Em uma expedição no Parque Nacional da Chapada dos Guimarães, vi essa espécie caminhando na areia clara e tive a impressão de que as faixas brancas estavam flutuando, como se as partes pretas não existissem”, explica Vinicius López, “foi um momento que nunca vou esquecer”.

Anos mais tarde, chegou ao seu laboratório um espectrômetro que conseguia medir a luz refletida por diferentes superfícies e ele e sua equipe decidiram medir o preto presente na cutícula do T. bifurca . Como parte de sua calibração, este instrumento inclui referências específicas para branco (representando reflexão máxima) e preto (reflexão mínima). Eles descobriram que o preto do T. bifurca refletia menos luz do que o calibrador preto no espectrômetro. “A descoberta nos confirmou que estávamos lidando com um fenômeno único, digno de estudo ”, diz o entomologista.

O que Vinicius e sua equipe encontraram foi uma cor conhecida como ultrapreto, que se caracteriza por refletir menos de 0,5% da luz incidente. Na natureza, essa cor é extremamente rara, encontrada apenas em alguns animais, como a aranha-pavão ( Maratus tasmanicus ), a ave-do-paraíso ( Lophorina niedda ), a víbora-do-gabão ( Gaboon viper ) ou a borboleta- sapatinho-grega ( Catonephele numilia ).

Em cada animal, essa cor evoluiu de forma independente e lhes confere diferentes vantagens evolutivas. Em aranhas-pavão e aves-do-paraíso, o ultrablack destaca outras cores brilhantes, aumentando o contraste visual e atraindo parceiros. Na víbora do Gabão, isso permite que ela regule melhor a temperatura e se camufle, enquanto na borboleta-sapatinho-grega, isso a ajuda a confundir predadores.

No caso de Traumatomutilla bifurca , a função do ultrablack não é totalmente clara. O comportamento sexual dos mutilídeos ainda é pouco compreendido, mas não parece que a coloração das fêmeas sirva para atrair os machos. Em vez disso, poderia ajudá-los a escapar de predadores.

Os mutilídeos são conhecidos por suasestratégias antipredadoras . As fêmeas parecem pequenos tanques blindados: elas têm um exoesqueleto incrivelmente resistente e um ferrão venenoso muito poderoso. Além disso, eles compartilham padrões de cores com outras espécies em seu ambiente que também são venenosas, o que é conhecido como mimetismo mülleriano. Curiosamente, quase nenhuma interação foi observada entre essas formigas e predadores insetívoros. Como explica Vinicius López, “permanece um mistério quem são seus predadores naturais, o que torna seu estudo ainda mais intrigante”.

No entanto, com os mutilídeos nem tudo são mistérios sem solução. Usando técnicas avançadas como microscopia eletrônica de varredura (MEV) e microscopia eletrônica de transmissão (MET), Vinicius López e sua equipe descobriram como esses insetos conseguem produzir uma cor tão escura. Eles publicaram recentemente seus resultados no Belstein Journal of Nanotechnology .

A superfície da cutícula do T. bifurca é coberta por uma densa camada de espinhos que atuam como armadilhas de luz, direcionando a luz para dentro da cutícula. Abaixo dessa camada superficial, há uma série de folhas sobrepostas que formam uma rede tridimensional. Esse arranjo aumenta ainda mais a absorção de luz, pois ela reflete várias vezes dentro das lamelas até ser finalmente absorvida pelos pigmentos, provavelmente a melanina. É uma combinação perfeita de nanoengenharia e bioquímica.

Estudos como este abrem oportunidades para aplicações práticas em tecnologia. A ciência já conseguiu replicar esses mecanismos em laboratórios usando nanotubos de carbono e estruturas semelhantes às desses animais. Segundo Stanislav Gorb, professor do Instituto Zoológico da Universidade de Kiel e um dos maiores especialistas em materiais biomiméticos, uma de suas aplicações mais bem-sucedidas é em dispositivos ópticos, como microscópios e telescópios, onde superfícies ultrapretas reduzem reflexões internas, melhorando a qualidade das imagens obtidas.

Por exemplo, o Vantablack , um dos materiais ultra-negros mais conhecidos, fez sua estreia no espaço em 2015, revestindo o rastreador de estrelas no microssatélite Kent Ridge 1. Embora pareça ser um ambiente escuro, o espaço é muito brilhante. O Ventablack absorve a luz que entra nos sensores do rastreador, melhorando sua capacidade de monitorar a posição em relação às estrelas.

Stanislav Gorb acredita que um dos desenvolvimentos mais promissores do ultrablack é sua aplicação em painéis solares. Comparado aos revestimentos atuais, que podem refletir uma parte da luz incidente, o ultrapreto garantirá que praticamente toda a energia luminosa disponível seja capturada pelas células fotovoltaicas. A longo prazo, essa tecnologia pode desempenhar um papel fundamental na melhoria do desempenho da energia renovável, impulsionando o desenvolvimento de soluções mais sustentáveis ​​e competitivas.

Quando Vinicius López encontrou o T. bifurca pela primeira vez na areia branca, ele provavelmente não pensou em telescópios ou painéis solares. Seu interesse pelos mutilídeos não era outro senão compreender os animais que se recusam a revelar seus segredos. Mas na natureza tudo está conectado e o segredo mais obscuro de um inseto pode ser uma fonte de inspiração para um primata curioso que foi ao espaço.